Холодильная камера (варианты)
Холодильная камера, содержащая по меньшей мере один контейнер, несущую конструкцию с выполненным в ней пароизолируемым отделением контейнера, из которого контейнер может быть извлечен для его открытия с обеспечением доступа в его внутреннее пространство и в которое может быть возвращен для его закрытия и холодильного хранения предметов в контейнере, и клапанное средство, сообщающееся с отделением контейнера для впуска воздуха, находящегося вне холодильной камеры, при извлечении контейнера из своего отделения для вывода воздуха за пределы холодильной камеры при возврате контейнера в свое отделение и для поддержания пароизоляции отделения контейнера, когда контейнер находится в своем отделении. Заявленная группа изобретений имеет еще два варианта выполнения холодильной камеры. Использование заявленной группы изобретений позволяет обеспечить стерильность условий хранения, возможность хранения в условиях низкого вакуума, в защитной газовой среде, защиту хранящихся предметов от вибрации и тряски, защиту окружающей среды от выхода из контейнера радиации или биологически активных веществ. 3 н. и 24 з.п. ф-лы, 14 ил.
Настоящее изобретение имеет отношение к созданию средств холодильного хранения, таких как холодильники и морозильники, для хранения пищевых продуктов и других скоропортящихся товаров. Среди других применений настоящего изобретения можно указать на хранение химикатов, а также медицинских или биологических проб. Изобретение также может найти применение в мобильных (передвижных) вариантах исполнения, например при перевозке или хранении скоропортящихся товаров.
Изобретение развивает и дополняет различные признаки и детали международной заявки № PCT/GB00/03521 (публикация WO 01/20237) автора изобретения по данной заявке. Изобретение также развивает идеи заявки на изобретение Великобритании №0106164.7 (публикация GB 2367353), на основе которой заявитель настоящей заявки притязает, в том числе, на приоритет. Как указано в описаниях приведенных выше публикаций, настоящее изобретение может быть использовано для хранения любых продуктов в охлаждающей среде, например в авторефрижераторе. Поэтому термин "холодильная камера" следует толковать в широком смысле, который охватывает кроме фиксированных бытовых холодильных камер холодильные камеры для промышленных и научных применений, а также передвижные холодильные камеры. Тем не менее, в данном описании речь будет идти конкретно о бытовых или серийно выпускаемых электрических холодильных камерах для хранения пищевых продуктов.
Преимущества хранения пищевых и прочих скоропортящихся продуктов в условиях охлаждения и разделения известны с давних пор: охлаждение препятствует порче таких продуктов, разделение продуктов помогает избежать перекрестного загрязнения. Соответственно, современные холодильные камеры, такие как холодильники и морозильники, обычно делятся на отсеки (отделения), чтобы пользователь мог хранить различные типы продуктов в разных отделениях, хотя такое деление часто оказывается неэффективным. Перед всеми такими холодильными камерами дополнительно ставится задача достижения максимального энергетического КПД.
Рассматриваемое изобретение было создано на фоне обычных холодильных камер, большинство которых содержат один или несколько вертикальных шкафов, каждый из которых с его лицевой стороны снабжен навесной дверкой с вертикальным уплотнением. Практически весь внутренний объем такого шкафа представляет собой полезный объем для хранения, который, как правило, разделен полками или выдвижными ящиками для размещения продуктов. Открытие дверки обеспечивает доступ ко всем полкам или выдвижным ящикам шкафа.
Холодильный агрегат создает в холодильном шкафу замкнутый конвективный поток, в котором воздух, охлажденный посредством холодильного агрегата, опускается к основанию холодильного шкафа, и, поглощая теплоту во время нисходящего движения, нагревается и опять поднимается к холодильному агрегату, где снова охлаждается. Также может быть предусмотрена принудительная циркуляция воздуха, осуществляемая посредством вентилятора, расположенного в холодильном шкафу или сообщающегося с ним. Полки или выдвижные ящики обычно выполнены из проволоки, чтобы оказывать малое сопротивление циркуляции воздуха.
Вертикальные холодильники и морозильники часто объединяют и продают в виде единого блока, в котором холодильник занимает верхнюю секцию шкафа, а морозильник - нижнюю секцию, или наоборот. Так как в этих двух секциях необходимы различные температуры, то их разделяют посредством сплошной разделительной стенки, причем каждая секция имеет свою собственную дверку и холодильный агрегат, обычно в виде испарителя.
Бытовой холодильник с морозильной камерой обычно имеет только один компрессор, а испаритель холодильной секции последовательно соединен с испарителем морозильной секции. В этом случае регулирование и измерение температуры обычно осуществляется только в секции холодильника. В случае если регулирование температуры требуется в обеих секциях, испарители включаются параллельно и снабжаются соответствующими электромагнитными клапанами и переключателями температуры, обеспечивающими включение/выключение охлаждения в каждой секции. Однако в любом случае температуру в соответствующих секциях невозможно дублировать: одна секция служит для охлаждения, поэтому она изолирована в меньшей степени, чем другая, и ее температура может регулироваться в диапазоне температуры выше нуля по шкале Цельсия, а другая секция служит для замораживания, поэтому она изолирована в большей степени, чем первая, и ее температура может регулироваться (если такое регулирование вообще предусмотрено) в диапазоне температуры ниже нуля по шкале Цельсия. Ни одна из двух секций не может выполнять функцию другой.
Публикация WO 01/20237 посвящена серьезной проблеме, касающейся вертикальных холодильников и морозильников, а именно вертикальной дверке, которая после ее открытия позволяет холодному воздуху свободно выходить из холодильного шкафа, замещаясь теплым окружающим воздухом, входящим в верхней части. Такой резкий приток окружающего воздуха в холодильный шкаф приводит к повышению его внутренней температуры, и, следовательно, к повышению энергопотребления из-за необходимости компенсации такого повышения температуры работой холодильного агрегата. Поступление внутрь окружающего воздуха несет с собой возможность загрязнения содержимого холодильного шкафа воздушным путем, а содержащаяся в этом воздухе влага приводит к конденсации и отложению инея (льда) в шкафу. Эти проблемы усугубляются тем сильнее, чем чаще открывается холодильный шкаф, что особенно характерно для торгового оборудования.
В холодильниках и морозильниках с вертикальной дверкой рассмотренные выше недостатки вертикального уплотнения означают, что утечка холодного воздуха и приток теплого воздуха могут происходить даже при закрытой дверке. Будучи более плотным, чем теплый воздух, наиболее холодный воздух накапливается внизу холодильного шкафа и поддавливает уплотнитель, так что при отсутствии идеального уплотнения между дверкой и шкафом воздух будет выходить наружу.
В настоящем изобретении и в публикации WO 01/20237 также затрагиваются проблемы, присущие широко известным морозильникам, у которых открытый сверху шкаф обычно закрывается открывающейся вверх крышкой, навешенной горизонтально на петлях. Такие морозильники неудобны и неэкономны по занимаемому пространству, так как не позволяют использовать пространство непосредственно над морозильником, которое необходимо оставлять свободным, чтобы можно было открывать крышку. Кроме того, на крышке не могут быть оставлены никакие предметы. Даже если вместо открывающейся вверх крышки используется сдвижная крышка, на крышке неудобно оставлять какие-либо предметы. Также хорошо известно, что в больших морозильниках с крышкой на петлях доступ к их содержимому очень затруднен, так как пользователю необходимо наклоняться вниз (нагибаться) и сдвигать множество тяжелых и очень холодных предметов для того, чтобы добраться до предмета, находящегося на дне морозильного отделения.
И, наконец, в настоящем изобретении и в публикации WO 01/20237 затрагивается проблема разделения различных типов пищевых продуктов или других скоропортящихся товаров для предотвращения перекрестного загрязнения. В обычных холодильных камерах разделению продуктов часто мешает используемый в этих камерах принцип конвекции и/или принудительной циркуляции. Главным образом открытые корзины или полки, которые предназначены для обеспечения конвективной циркуляции воздуха между отделениями, способствуют также циркуляции влаги, ферментов и вредных бактерий. Кроме того, любая жидкость, вытекающая из контейнера для пищевых продуктов, такая как сок, вытекающий из сырого мяса, не задерживается открытыми корзинами или полками.
Уровень техники, относящийся к данному изобретению, представлен не только обычными холодильными камерами в виде вертикальных холодильников и морозильников с крышкой на петлях. Например, уже давно известна идея разделения холодильника на отделения, каждое из которых имеет собственную дверку или крышку. Примеры реализации этой идеи раскрыты в патентах Великобритании GB 602590, GB 581121 и GB 579071, где описаны холодильники в виде шкафа.
В этих публикациях лицевая сторона шкафа имеет множество прямоугольных отверстий для введения выдвижных ящиков. Каждый ящик имеет переднюю панель, большую по размерам, чем соответствующее отверстие, так что вокруг соединения внахлестку образуется вертикальное уплотнение, когда выдвижной ящик находится в закрытом (задвинутом) положении. Выдвижные ящики и их содержимое охлаждаются при помощи холодильного агрегата, который обеспечивает циркуляцию охлажденного воздуха в шкафу за счет конвекции, что является общим с ранее описанными типами холодильников. Для содействия циркуляции воздуха через все выдвижные ящики они имеют открытый верх и отверстия на дне. Кроме того, выдвижные ящики расположены ступенчато таким образом, что те ящики, которые находятся ближе к верхней части холодильника, идут назад на меньшее расстояние, чем расположенные ниже выдвижные ящики, таким образом, что задняя часть каждого ящика открыта для воздействия идущего вниз потока охлажденного воздуха от холодильного агрегата.
Несмотря на то, что одновременно требуется открывать (выдвигать) только один выдвижной ящик, отверстия в дне позволяют свободно вытекать через открытый ящик холодному воздуху, который замещается теплым и влажным окружающим воздухом, что снижает КПД по энергии холодильника и повышает вероятность перекрестного загрязнения. В самом деле, когда выдвижной ящик открыт, то холодный воздух в шкафу над уровнем этого ящика будет вытекать наружу, что приводит к всасыванию окружающего воздуха в шкаф. Более того, наличие выдвижных ящиков способствует притоку окружающего воздуха во внутреннее пространство холодильника, так как при открывании они действуют в качестве поршней, всасывающих окружающий воздух во внутреннее пространство корпуса холодильника. После поступления в холодильник теплый воздух может циркулировать внутри него так же свободно, как и холодный воздух, который должен бы быть там.
Даже в закрытом состоянии холодильника накопление холодного воздуха в нижней части шкафа будет создавать повышенное давление на вертикальные уплотнения самого нижнего выдвижного ящика, что увеличивает вероятность утечки в случае дефекта уплотнителя.
Другой пример холодильника указанного выше типа раскрыт в патенте Великобритании GB 602329. Раскрытый в этом патенте холодильник также не избавлен от множества упомянутых выше проблем, однако, наибольший интерес представляет то, что в охлажденном внутреннем пространстве холодильника предусмотрен единственный выдвижной ящик с изолированными боковыми стенками и основанием. В отличие от ранее описанных вариантов, боковые стенки и основание являются сплошными, а не перфорированными, так что воздух не может протекать через них. Когда ящик закрыт, то горизонтальный элемент внутри шкафа объединяется с ящиком для создания отделения, причем горизонтальный элемент представляет собой крышку для выдвижного ящика. Полученное отделение снабжено своими собственными охлаждающими змеевиками, расположенными непосредственно под горизонтальным элементом.
В указанном патенте приведено очень мало подробностей относительно уплотнения, которое образуется между выдвижным ящиком и горизонтальным элементом, кроме того, что горизонтальный элемент имеет выступающий назад задний конец со смещенным краем, который обеспечивает плотную посадку с задней стенкой выдвижного ящика. Ничего больше не говорится относительно сочленения с горизонтальным элементом, кроме общего заявления о том, что ящик в закрытом положении приспособлен для того, чтобы "довольно плотно прилегать" к горизонтальному элементу. Из этого можно только сделать вывод о том, что выдвижной ящик и горизонтальный элемент просто прилегают друг к другу. Несмотря на то, что это будет препятствовать поступлению воздуха в выдвижной ящик и выходу воздуха из него, при этом не создается непроницаемое уплотнение. Так как это уплотнение не является пароизоляционным, то существует вероятность отложения льда даже в закрытом положении ящика.
Описанное построение выдвижного ящика создает отделение, в котором может быть установлена температура, отличающаяся от главным образом, общей температуры в остальной части холодильника. В частности, предусмотрено, что этот выдвижной ящик может служить морозильным отделением. Недостатком такого решения является, в частности то, что выдвижной ящик - морозильник в закрытом положении находится в охлажденном внутреннем пространстве (холодильника), поэтому находящиеся внутри шкафа наружные поверхности этого ящика будут охлаждены до температуры холодильника. Следовательно, при открывании выдвижного ящика эти охлажденные наружные поверхности будут открыты для воздействия окружающего воздуха, содержащего влагу, которая будет конденсироваться на охлажденных поверхностях, что будет приводить к нежелательному накоплению влаги. Конденсация вызывает передачу латентной теплоты из водяного пара в выдвижной ящик, что приводит к необходимости дополнительного охлаждения выдвижного ящика после его возврата в закрытое положение внутри шкафа.
Кроме того, сконденсированная влага будет передаваться во внутреннее пространство холодильника, когда выдвижной ящик закрыт. Как уже было упомянуто здесь ранее, присутствие воды способствует микробной активности. Другой недостаток, связанный с поступлением воды во внутреннее пространство холодильника, состоит в том, что она может замерзать; это создает особые проблемы в месте стыка закрытого ящика с изолирующей крышкой, так как отложение инея в месте уплотнения может блокировать выдвижной ящик и не позволить его открывать. В действительности такое образование льда обусловлено проникновением влаги через область сопряжения выдвижного ящика и верхней стенки. Этот недостаток был известен автору указанного патента, так как в патенте GB 602329 упомянут кулачковый механизм для разрушения льда в месте уплотнения или на направляющих желобах или других опорных поверхностях выдвижных ящиков. Отметим, что образование льда в месте уплотнения может также приводить к ухудшению качества уплотнения за счет нарушения правильного сопряжения входящих в контакт поверхностей уплотнения. Само собой разумеется, что отложение (нарастание) льда на подвижных деталях механизма выдвижного ящика также является нежелательным, так как оно может препятствовать перемещению выдвижного ящика.
Еще одним заслуживающим внимания документом, описывающим уровень техники, является патент США №1337696. В этом патенте речь идет о разделении охлаждаемых выдвижных ящиков, размещенных в окружающем их шкафу, и использовании холодильных устройств, установленных "непосредственно над каждым выдвижным ящиком и вплотную к нему... таким образом, чтобы указанный ящик можно было фактически рассматривать как закрытый посредством примыкания к указанному холодильному устройству". Вместе с тем, если выдвижной ящик должен открываться, между ним и холодильным устройством должен быть оставлен зазор. Как и в рассмотренных выше патентах Великобритании, наличие этого зазора будет способствовать отложению льда, поскольку находящийся внутри шкафа влажный воздух проникает в выдвижной ящик, и водяные пары конденсируются и замерзают. Чем меньше этот зазор, тем быстрее отложение льда заблокирует движение выдвижного ящика. Если использовать больший зазор, это приведет к большей утечке воздуха, и, следовательно, такой холодильник будет иметь более низкий энергетический КПД и будет в большей степени подвержен перекрестному загрязнению.
Помимо вышеизложенного, в патенте США №1337696 утечка холодного воздуха снижает температуру внутри шкафа вокруг выдвижных ящиков и тем самым увеличивает вероятность конденсации на выдвижных ящиках, когда те открыты. Следует отметить, что холодный воздух, вытекающий таким образом, может свободно опускаться за ящиками внутри шкафа, в результате чего наружная поверхность выдвижных ящиков будет находиться в контакте с воздухом, температура которого существенно ниже температуры окружающего воздуха. Некоторые детали конструкции, описанной в патенте США №1337696, усугубляют этот эффект. Например, нижняя стенка этого известного устройства представляет собой эффективный изолятор, который значительно снижает температуру на поверхности выдвижных ящиков. Кроме того, внутренние перегородки между выдвижными ящиками делают невозможным теплопередачу от окружающего воздуха к выдвижным ящикам, обеспечивая лишь возможность теплопередачи между выдвижными ящиками и, таким образом, способствуя постепенному выравниванию температуры между разными выдвижными ящиками. Большие участки наружной поверхности каждого выдвижного ящика, оставляемые внутри шкафа на длительное время или хотя бы на ночь, охладятся до температуры, которая значительно ниже точки росы окружающего воздуха. Поэтому после открытия этих выдвижных ящиков на этих поверхностях сразу будет происходить конденсация или образование инея. Аналогичным образом, если выдвижные ящики извлечь и оставить вне холодильной камеры, они начнут отпотевать с конденсацией.
Как и в рассмотренных выше патентах Великобритании, открытие и закрытие выдвижных ящиков в устройстве по патенту США №1337696 действует подобно поршню, попеременно создающему разрежение и давление, в соседних областях. Это способствует переносу воздуха при открывании выдвижного ящика спереди шкафа, и этот воздух может вытеснять охлажденный воздух, находящийся в выдвижном ящике, а также в самом шкафу. Увеличение размеров шкафа по сравнению с размерами выдвижных ящиков может ослабить поршневой эффект, но не будет при этом экономичным решением с точки зрения использования объема холодильного шкафа. И наоборот - холодильный шкаф с рациональным использованием внутреннего объема и плотной компоновкой может снизить вытеснение охлажденного воздуха и тем самым снизить потребность в охлаждении замещающего его теплого воздуха, но при этом возрастет сопротивление открыванию и закрыванию выдвижного ящика.
Наряду с утечкой холодного воздуха зазор, который в известных конструкциях неизбежно остается между выдвижным ящиком и соответствующей ему крышкой, достаточно велик для прохождения через него ферментов, спор и других загрязнений, переносимых воздушным путем. Кроме того, в патенте США №1337696 раскрыто наличие общего дренажа, связывающего выдвижные ящики между собой, и это также делает возможным перенос загрязнений между всеми выдвижными ящиками, особенно обусловленный вышеупомянутым поршневым эффектом.
Хотя в патенте США №1337696 говорится о различных температурах в разных выдвижных ящиках, охлаждающие крышки соединены последовательно и не имеют никаких средств для индивидуального регулирования температуры в каждом выдвижном ящике. Различие температур конструктивно обеспечивается тем, что одни выдвижные ящики снабжены большим числом охлаждающих элементов, чем другие. Кроме того, как и с секциями более распространенных холодильников, каждый выдвижной ящик по патенту США №1337696 имеет строго определенную функцию, а именно функцию морозильника или холодильника.
Даже в случае извлечения выдвижных ящиков по патенту США №1337696 из холодильной камеры они остаются прикрепленными к своим передним панелям и опорным направляющим. Это не позволяет использовать такие выдвижные ящики для временного хранения или транспортировки. Более того, как и в патентах Великобритании, выдвижные ящики по патенту США №1337696 нельзя открыть полностью; они открываются лишь менее чем наполовину, опираясь на несущую конструкцию холодильной камеры. Это идет в ущерб удобству доступа к содержимому выдвижных ящиков, а также их видимости и освещению.
Наконец, в более позднем документе, отражающем уровень техники, DE 19546984 раскрыта холодильная камера, в которой предусмотрены различные средства для предупреждения выхода холодного воздуха при открывании и/или извлечении выдвижных ящиков. К этим средствам относятся уплотнители, опоясывающие выдвижные ящики и используемые в сочетании с откидной заслонкой, которая при извлечении выдвижного ящика падает вниз, закрывая отверстие выдвижного ящика или пластину или подобный ей элемент, которая расположена сзади выдвижного ящика и движется с выдвижным ящиком, перекрывая отверстие при извлечении выдвижного ящика. Однако ни одно из этих конструктивных решений не уменьшает и не предотвращает приток воздуха и его перемешивание с воздухом внутри шкафа холодильной камеры вследствие поршневого эффекта, возникающего при открывании и закрывании выдвижного ящика. Например, все выдвижные ящики имеют открытый верх и установлены в общем охлаждаемом шкафу. Кроме того, сопротивление открыванию и закрыванию выдвижных ящиков возрастает в той степени, насколько приток воздуха ограничен.
На фоне этого уровня техники и было создано настоящее изобретение.
В одном аспекте изобретение заключается в создании холодильной камеры, содержащей по меньшей мере один контейнер, несущую конструкцию с выполненным в ней пароизолируемым отделением контейнера, из которого контейнер может быть извлечен для его открытия с обеспечением доступа в его внутреннее пространство и в которое контейнер может быть возвращен для его закрытия и холодильного хранения предметов в контейнере, и клапанное средство, сообщающееся с отделением контейнера для впуска воздуха, находящегося вне холодильной камеры, при извлечении контейнера из своего отделения, для вывода воздуха за пределы холодильной камеры при возврате контейнера в свое отделение и для поддержания пароизоляции отделения контейнера, когда контейнер находится в своем отделении. Это ослабляет поршневой эффект, который в противном случае, для устройства с несколькими контейнерами, способствовал бы перекрестному загрязнению контейнеров.
Изобретение также заключается в создании холодильной камеры, содержащей по меньшей мере один контейнер, несущую конструкцию с выполненным в ней пароизолируемым отделением контейнера, из которого контейнер может быть извлечен для его открытия с обеспечением доступа в его внутреннее пространство и в которое контейнер может быть возвращен для его закрытия и холодильного хранения предметов в контейнере, и изолирующее средство, установленное раздвижным и складывающимся вдоль отделения контейнера при извлечении контейнера из своего отделения и возврате контейнера в свое отделение, с поддержанием пароизоляционного уплотнения для (i) изоляции внутреннего пространства контейнера от воздуха, засасываемого в отделение контейнера при извлечении контейнера, и (ii) для вытеснения этого воздуха из отделения контейнера при возврате контейнера в свое отделение. Это также ослабляет поршневой эффект и уменьшает связанный с ним риск перекрестного загрязнения за счет поддержания пароизоляционного уплотнения между внутренним пространством контейнера и воздухом в отделении, замещаемом контейнером. Например, изолирующее средство может быть выполнено в виде сильфона, установленного раздвижным вдоль окружающих его стенок отделения контейнера. Изолирующее средство в раздвинутом положении может занимать большую часть объема отделения контейнера или практически весь его объем
Для лучшего понимания настоящего изобретения оно рассматривается ниже на примере его осуществления со ссылкой на следующие чертежи:
На фиг.1 показан вид спереди холодильной камеры, раскрытой в международной заявке № PCT/GB00/03521 (публикация WO 01/20237), где представлена группа вертикально распределенных выдвижных ящиков, каждый из которых содержит короб.
На фиг.2 показан вид сбоку холодильной камеры, изображенной на фиг.1, с удаленным нижним участком боковой панели, чтобы можно было видеть боковые.
На фиг.3 показано сечение по линии III-III на фиг.2, но с закрытыми выдвижными ящиками.
На фиг.4 показано сечение по линии IV-IV на фиг.1.
На фиг.5(а) и 5(b) показаны, соответственно, вид в плане и вид сбоку в разрезе крышки, подробно иллюстрирующие ее уплотнительные, охлаждающие и дренажные средства.
На фиг.6 показан схематический вид группы крышек, представленных на фиг.5(а) и 5(b), с иллюстрацией их отдельных дренажных систем.
На фиг.7(а) и 7(b) показаны, соответственно, вид в плане снизу и вид сбоку в разрезе крышки, приспособленной для использования в системе охлаждения сухого типа.
На фиг.8(а), 8(b) и 8(с) показаны виды спереди и сбоку, а также в увеличенном масштабе местный детальный вид в разрезе холодильной камеры горизонтальной конфигурации и альтернативной компоновки по сравнению с холодильной камерой, показанной на фиг.1-4.
На фиг.9(а), 9(b) и 9(с) показаны, соответственно, вид спереди и два разреза холодильной камеры, которая функционально близка к известному устройству по вышеупомянутому патенту США №1337696, но решает многие из присущих ему проблем.
На фиг.10(а), 10(b) и 10(с) показаны местные виды сбоку в разрезе, иллюстрирующие различные способы предупреждения возникновения температурных градиентов внутри каждого отделения холодильной камеры, показанной на фиг.9(а), 9(b) и 9(с).
На фиг.11(а), 11(b) и 11(с) показаны схематические виды сбоку в разрезе воздушного клапана с шарнирно закрепленной пластиной в трех рабочих состояниях для использования в холодильной камере, представленной на фиг.9(а), 9(b) и 9(с).
Фиг.12(а), 12(b) и 12(с) соответствуют фиг.11(а), 11(b) и 11(с), но иллюстрируют воздушный клапан с незакрепленной пластиной в тех же трех рабочих состояниях.
Фиг.13(а), 13(b) и 13(с) соответствуют фиг.11(а), 11(b) и 11(с), но иллюстрируют диафрагменный воздушный клапан в тех же трех рабочих состояниях.
На фиг.14 показан вид сбоку в разрезе двух выдвижных ящиков холодильной камеры, показанной на фиг.9(а), 9(b) и 9(с), снабженных сильфоном для минимизации поступления воздуха в отделения выдвижных ящиков при открывании и закрывании выдвижного ящика.
На фиг.1-4 показана холодильная/морозильная камера 2, выполненная в соответствии с WO 01/20237. Холодильная камера 2 имеет вертикальную кубическую конфигурацию (форму) и содержит пять прямоугольных выходящих на переднюю сторону выдвижных ящиков 4, расположенных один над другим и установленных в шкафу (корпусе) 6, который имеет верхнюю 8, нижнюю 10, боковые 12 и заднюю 14 панели. Любые из указанных панелей могут быть опущены (изъяты), если есть желание встроить холодильную камеру 2 в промежуток между другими опорными конструкциями; в частности боковые панели 12 могут быть опущены, если стенки смежных шкафов могут выполнять функцию боковых панелей 12. Панели 8, 10, 12, 14 могут быть или могут не быть силовыми элементами, и если они не являются силовыми элементами, то рама (не показана) обеспечивает опору для различных частей холодильной камеры. Если же предусмотрена рама, то нет необходимости иметь силовые (несущие) панели.
Выдвижные ящики 4 могут со скольжением вдвигаться горизонтально в шкаф 6 и выдвигаться из него при помощи направляющих на боковых сторонах выдвижных ящиков 4, которые будут описаны далее более подробно. Если задняя панель 14 отсутствует, то, теоретически, выдвижной ящик 4 может быть извлечен из шкафа 6 в двух направлениях, как это показано на фиг.2.
Каждый выдвижной ящик 4 содержит изолированный открытый сверху ковшеобразный контейнер 16, причем по меньшей мере один контейнер 16 (в данном случае контейнер центрального выдвижного ящика 4) имеет другую глубину по сравнению с другими контейнерами 16, позволяющую иметь другой внутренний объем. Указанные контейнеры 16 в описании настоящего изобретения будут именоваться коробами для хранения или просто коробами 16. Нижний короб 16 расположен только с узким зазором относительно нижней панели 10 шкафа 6, в то время как верхний короб 16 оставляет существенное пространство в верхней части холодильной камеры 2 под верхней панелью 8, в котором может быть создано отделение 18 для двигателя холодильника 20, содержащее, например, конденсатор и компрессор, что само по себе хорошо известно.
Относительно глубокий короб 16 центрального выдвижного ящика 4 предназначен для хранения бутылок и других относительно высоких изделий, которые должны храниться вертикально, в то время как другие относительно мелкие коробы 16 предназначены для хранения относительно низких изделий. По сравнению с полками и другими отделениями, на которые разбит основной объем хранения обычного вертикального холодильника, все коробы 16 имеют благоприятное отношение формы, а именно основной ширины отверстия доступа по сравнению с глубиной отделения, в которое обеспечен доступ. Поэтому очень легко добраться до любой части внутреннего пространства короба 16, когда выдвижной ящик 4 открыт (выдвинут).
Внутреннее пространство шкафа 6 разделено при помощи пяти изолированных крышек 22, по одной для каждого выдвижного ящика 4, которые обычно являются плоскими и расположенными горизонтально. Когда выдвижной ящик 4 закрыт, то открытая верхняя часть его соответствующего короба 16 закрыта при помощи соответствующей одной из крышек 22, как это будет описано далее. Крышки 22 содержат средства охлаждения 24, которые представляют собой испарительные элементы известного типа, установленные на нижней поверхности 26 каждой крышки 22 и предназначенные для охлаждения содержимого короба 16, закрытого этой крышкой 22.
Каждый короб 16 имеет главным образом плоскую переднюю сторону 28, которая открыта, когда выдвижной ящик 4 закрыт (задвинут). Передняя сторона 28 может быть снабжена декоративной панелью, что само по себе известно. Когда выдвижной ящик 4 закрыт, передняя сторона 28 короба 16 окаймлена сверху панелью управления и индикации 30, предназначенной для этого короба 16, причем панель 30 находится в одной плоскости с передней стороной 28. Панель 30 поддерживается при помощи передней кромки 32 соответствующей крышки 22, причем панель 30 введена в выемку передней кромки 32 крышки 22.
Панель управления и индикации 30 имеет ряд индикаторов, переключателей и элементов звуковой сигнализации, которые образуют интерфейс пользователя для каждого короба 16. Этот интерфейс в большинстве случаев может быть использован, например, для выбора температуры, до которой производится охлаждение короба 16. Этот интерфейс имеет индикаторы температуры, переключатели включения и выключения и быстрого замораживания, а также световой индикатор открытого состояния выдвижного ящика 4 и звуковой сигнализатор, который срабатывает при превышении заданного времени открытого состояния выдвижного ящика 4 или при достижении верхнего или нижнего пределов температуры внутри короба 16.
Закругленная ручка 34, которая идет главным образом на всю ширину верхнего участка передней стороны 28, позволяет выдвигать выдвижной ящик 4, когда требуется доступ во внутреннее пространство короба 16.
Основание передней стороны 28 каждого короба 16 окаймлено щелью 36, которая, как это будет описано далее, служит для доступа окружающего воздуха в шкаф 6. Для этого каждая щель 36 сообщается с воздушным зазором 38, проходящим под всей стороной основания 40 соответствующего короба 16 и выходящим в пустое пространство 42, предусмотренное позади каждого короба 16, причем это пространство 42 ограничено внутренними поверхностями задней 14 и боковых 12 панелей шкафа 6 и задними частями 44 коробов 16. Как это частично показано на фиг.4, пустое пространство 42 проходит позади каждого короба 16 от панели основания 10 шкафа 6 и сообщается с отделением 18 двигателя холодильника в верхней части шкафа 6.
Воздушные зазоры 38 под коробами 16 и пустое пространство 42 позади коробов 16 сообщаются также с воздушными зазорами 38 по боковым сторонам 48 коробов 16. В боковых панелях 12 шкафа 6, смежных с коробами 16, могут быть предусмотрены вентиляционные каналы 46, через которые также может поступать окружающий воздух. Как это лучше всего показано на фиг.3 и 4, воздушные зазоры 38 идут вокруг всех стержней к верхней стороне каждого короба 16, так что окружающий воздух, который поступает в шкаф 6 через щели 36, может свободно циркулировать вокруг боковых сторон 48, дна 40 и задней части 44 каждого короба 16. Следует также иметь в виду, что окружающий воздух может свободно циркулировать над верхней поверхностью 50 каждой крышки 22. Для того чтобы позволить проходить этому воздушному потоку над самой верхней крышкой 22, над которой нет короба 16, предусмотрена щель 36 под лицевой стороной 52 отделения двигателя холодильника 18.
Следует иметь в виду, что поршневой эффект при открывании выдвижного ящика 4, засасывающий окружающий воздух во внутреннее пространство холодильной камеры 2, не создает проблем в соответствии с настоящим изобретением. В действительности этот поршневой эффект является положительным и способствует циркуляции окружающего воздуха внутри шкафа 6.
На фиг.4 показано, что отделение двигателя холодильника 18 содержит крыльчатку 54, которая удаляет воздух через отверстия 56, предусмотренные на лицевой стороне 52 отделения двигателя холодильника 18. Как это лучше всего показано на фиг.1, эти отверстия 56 идут горизонтально по всей ширине лицевой стороны 52. Крыльчатка 54 сообщается с пустым пространством 42 позади коробов 16 и вытягивает воздух из пустого пространства 42, содействуя таким образом, введению окружающего воздуха через щели 36 и, возможно, через боковые вентиляционные каналы 46. После вхождения в отделение двигателя холодильника этот воздух пропускается через теплообменную решетку 58 конденсатора.
Таким образом, окружающий воздух, который входит в шкаф 6 через передние щели 36 и, если они есть, через боковые вентиляционные каналы 46, выходит из шкафа 6 через отверстия 56, предусмотренные на лицевой стороне 52 отделения двигателя холодильника; таким образом, окружающий воздух циркулирует через шкаф 6. Более конкретно, окружающий воздух при входе в холодильную камеру 2 сразу вступает в контакт с наружными поверхностями 40, 44, 48 коробов 16 и нагревает их до окружающей температуры (или близко к ней) до того, как он отсасывается в пустое пространство 42 и затем идет вверх через пустое пространство 42 за счет циркуляции воздуха. Стрелками на фиг.4 показана эта циркуляция воздуха через холодильную камеру 2. Таким образом, внутреннее пространство шкафа 6 поддерживается при температуре, близкой к окружающей, и только внутреннее пространство каждого короба 16 охлаждается.
За счет контакта наружных поверхностей 28, 40, 44, 48 короба 16 с более теплым воздухом, чем содержащийся в коробе, исключается проблема конденсации на наружных поверхностях 28, 40, 44, 48 и, следовательно, проблема передачи скрытой теплоты в короб 16 или же проблемы отложения инея или перекрестного загрязнения (заражения) сконденсированной водой, поступающей в шкаф 6.
Так или иначе, возникновение перекрестного загрязнения маловероятно, так как каждый короб 16 плотно закрыт, когда задвинут его выдвижной ящик 4. Таким образом, даже если в шкаф 6 и проникают микробы, они не могут легко поступать в другие коробы 16. Также маловероятно одновременное открывание двух коробов 16 в какой-либо момент времени. Могут быть предусмотрены средства для предотвращения такой ситуации, например с использованием механизма аналогичного тому, который используют для защиты шкафов от опрокидывания, не позволяющего одновременно выдвигать более одного выдвижного ящика 4.
Когда короб 16 открыт, через его открытый верх не происходит значительной утечки холодного воздуха, а когда короб 16 закрыт, горизонтальные уплотнители 60, выполненные в соответствии с настоящим изобретением, обеспечивают лучшее уплотнение для холодного воздуха, чем вертикальные уплотнители, которые обычно используют в вертикальных холодильниках и морозильниках. Несмотря на то, что использование горизонтальных уплотнителей известно для морозильных ларей, настоящее изобретение позволяет исключить неудобства и проблемы пространства, свойственные морозильникам с крышкой на петлях, и является в этих аспектах аналогичным намного более популярным вертикальным холодильным камерам. Уплотнители 60 могут иметь магнитные свойства, например они могут прижиматься к ответным поверхностям при помощи постоянных магнитов или электромагнитов, либо для их расширения или сжатия могут использоваться гидравлические или пневматические средства.
Так как между охлаждаемыми внутренними поверхностями 62 каждого короба 16 и его наружными поверхностями 28, 40, 44, 48 должен быть значительный градиент температур, то коробы 16 изготовлены из эффективного изоляционного материала, позволяющего поддерживать на наружных поверхностях 28, 40, 44, 48 температуру окружающей среды или близкую к ней температуру. Коробы 16 преимущественно изготовлены из таких материалов как пенофенопласт или пенополиуретан (с возможным покрытием стеклопластиком или поликарбонатом в композитной конструкции).
Если требуется разделение содержимого определенного короба 16, то этот короб 16 может быть снабжен съемными вставками 64. Вставки 64 имеют различную форму и размеры и могут быть использованы для разграничения отделений различных типов. Например, вставка 64 может представлять собой тонкую перегородку, длина которой соответствует длине или ширине короба 16, в который ее вставляют. Вставка 64 может представлять собой коробку, с крышкой или без нее, или же может иметь фиксаторы для удержания бутылок, или кассеты для удержания яиц и т.п. Вставка 64 также может представлять собой корзину или полку.
Как это показано на фиг.2, один или несколько коробов 16 могут быть вынуты из холодильной камеры 2 и закрыты изолирующими транспортировочными крышками 66. Короб 16 в этом случае может быть использован отдельно от холодильной камеры 2, так как его изолирующая конструкция обеспечивает сохранение содержимого в холоде в течение ограниченного промежутка времени.
Например, короб 16 может быть использован в качестве переносного холодильника с возможным заполнением его льдом для увеличения времени сохранения содержимого в холоде. Альтернативно, короб 16 с транспортировочной крышкой 66 может находиться рядом с холодильной камерой 2 и служить в качестве временной емкости для хранения содержимого в холоде, при этом холодильная камера 2 может быть снабжена дополнительными коробами 16.
Возможно также использование транспортировочной крышки 66 со встроенным холодильным двигателем, запитываемым от внутренних батарей или от источника газа, или же от внешней электрической сети, или от электропитания автомобиля.
В вышеупомянутой публикации WO 01/20237 также раскрываются средства, обеспечивающие возможность перемещения короба 16 со значительным горизонтальным компонентом такого перемещения для доступа во внутреннее пространство короба 16, а также с незначительным вертикальным компонентом такого перемещения, совершаемого коробом при его открывании для отвода короба от крышки 22, хотя такие средства не показаны на общих видах фиг.1-4.
На фиг.5(а) и 5(b) показаны предпочтительные нюансы выполнения крышек 22, к которым плотно прижаты коробы 16 после их установки в холодильную камеру 2. На фиг.5(а) показано, что крышка 22 имеет продолговатую форму в плане. На этом чертеже штриховыми линиями также показаны прямоугольные контуры элементов, расположенных под крышкой 22. От середины к краям этими элементами являются испаритель 194, расположенный по центру на нижней поверхности крышки 22, дренажный поддон 196, расположенный под испарителем 194 для сбора воды, стекающей каплями с испарителя 194, а также выемка 198 в нижней поверхности крышки 22 для размещения дренажного поддона 196 и испарителя 194.
Как показано на фиг.5(b), представляющей собой разрез по линии А-А на фиг.5(а) и дающей наиболее наглядное представление о рассматриваемой конструкции, выемка 198 ограничена юбкой 200, проходящей по периметру крышки 22 и выступающей из нее вниз. На нижней торцовой поверхности 202 юбки 200 расположена пара удлиненных сжимаемых уплотнителей 60, один из которых находится внутри другого. Эти уплотнители 60 являются непрерывными, не считая выполненного в них прохода для дренажного канала 204 удлиненного сечения, идущего в направлении назад от дренажного поддона 196. Дренажный поддон 196 имеет наклонное основание 206 для стока воды к этому дренажному каналу 204, отводящему воду из крышки 22, как поясняется ниже со ссылкой на фиг.6. Для измерения температуры в полости, герметически изолированной коробом 16 и крышкой 22, может быть предусмотрен датчик температуры (на чертежах не показан), проходящий через юбку 200 над уплотнителями 60.
На фиг.6 показана предпочтительная схема проводки отдельных сливных каналов 208 от каждого дренажного поддона 196 холодильной камеры 2 с несколькими выдвижными ящиками. Такая схема сводит к минимуму риск перекрестного загрязнения. Каждый канал 208 включает U-образное колено 210, образующее гидравлический затвор, и отдельно проходит к общему лотку 212. Как показано на чертеже, этот лоток 212 может располагаться над компрессором 214 холодильной камеры 2, чтобы выделяемая компрессором 214 теплота постепенно испаряла воду в лотке 212 по меньшей мере с той же скоростью, с которой происходит накопление воды в лотке 212. Дополнительно к этому решению или в качестве альтернативы ему поверхность воды в лотке 212 может обдуваться вентилятором конденсатора холодильной камеры 2 (на чертежах не показан) для ускорения испарения воды.
На фиг.7(а) и 7(b) представлен еще один вариант конструкции крышки, подходящий для использования в системе охлаждения сухого типа, в которой воздух подается в короб 16 и отводится из него посредством внешнего холодильного агрегата - узла змеевика с вентилятором. Такая система также известна как система с принудительным воздушным охлаждением, и на фиг.7(а) и 7(b) крышка 22 выполнена полой и разделенной на отсеки для управления потоком воздуха, на чем основан принцип работы таких систем. Таким образом, холодный воздух, охлажденный теплообменником (на чертежах не показан), подается под давлением вентилятором (на чертежах не показан) по трубопроводам в распределительную камеру подаваемого воздуха 216, расположенную в крышке 22 по ее периферии. Из этой полости воздух поступает в короб через распределительные щели 218, расположенные вокруг панели основания 220, образующей нижнюю поверхность крышки 22. Более теплый воздух выводится из короба 16 через расположенную в центре распределительную камеру возвратного воздуха 222, сообщающуюся с коробом 16 через центральное отверстие 224 в панели основания 220 и с вентилятором через трубопровод 226, проходящий через окружающую его распределительную камеру подаваемого воздуха 216. Этот более теплый воздух всасывается в распределительную камеру возвратного воздуха 222 под действием создаваемого вентилятором разрежения и затем направляется в теплообменник для охлаждения и повторного ввода через распределительную камеру подаваемого воздуха 216.
Помимо вертикальной схемы размещения выдвижных ящиков 4, используемой в рассмотренных выше вариантах конструкции, возможно расположение выдвижных ящиков 4 бок о бок, как показано на фиг.8(а), 8(b) и 8(с). Вид спереди на фиг.8(а) представляет холодильную камеру 268 горизонтальной конфигурации с четырьмя выдвижными ящиками, в которой выдвижные ящики 4 скомпонованы в виде двух расположенных рядом стоек, по два ящика 4 в каждой. Таким образом, холодильная камера 268 достаточно низка для организации над выдвижными ящиками 4 рабочей поверхности, покрывающей обе стойки. Таким образом, этот вариант изобретения подходит для использования в качестве холодильного агрегата с функцией рабочего стола для приготовления пищи и/или сервировочного столика.
Глубина выдвижных ящиков 4 выбрана максимальной с учетом ограничения по высоте за счет установки двигателя 272 холодильника и панели управления 274 сбоку на одной стороне холодильной камеры 268, как показано на чертеже. Кроме того, на виде сбоку, показанном на фиг.8(b), а также увеличенном детальном виде фиг.8(с) в разрезе по линии Х-Х на фиг.8(а) показано, что передний край рабочей поверхности 270 имеет приподнятую кромку 276, помогающую избежать стекания жидкости, разлитой на рабочей поверхности 270, на нижерасположенные выдвижные ящики 4 или затекание этой жидкости внутрь ящиков.
На фиг.8(а) и 8(b) также показано, каким образом предложенная холодильная камера 268 может быть установлена на колесиках 278. Эти колесики 278 могут регулироваться по высоте для установки холодильной камеры 268 по уровню на неровном полу 280.
На фиг.9(а), показан вид спереди холодильной камеры 332, которая функционально близка к известному устройству по вышеупомянутому патенту США №1337696 тем, что значительная часть ее наружной поверхности контактирует с воздухом, температура которого ниже температуры окружающей среды, но решает многие из присущих ему проблем. По внешнему виду холодильная камера, представленная на фиг.9(а), похожа на холодильную камеру горизонтальной конфигурации, представленную на фиг.8(а) и 8(b), и ее выдвижные ящики 4, панель управления 274 и двигатель 272 холодильника находятся в аналогичных положениях под рабочей поверхностью 270. Аналогичным образом, на фиг.9(b) - разрезе по линии А-А на фиг.9(а) - показано, что каждый выдвижной ящик 4 содержит расположенную в шкафу крышку 22 и короб 16, выдвигающийся из шкафа вперед на телескопических направляющих 74. На фиг.9(с) - разрезе по линии В-В на фиг.9(а) - показаны эти направляющие 74, расположенные по бокам короба 16.
Вместе с тем, аналогично решению по патенту США №1337696 и в отличие от рассмотренных выше вариантов изобретения в этом варианте возможность вертикального перемещения короба 16 относительно крышки 22 не предусмотрена: вместо этого короб 16 просто горизонтально скользит рядом с прилегающей к нему крышкой 22. Необходимый в этой связи зазор между коробом 16 и крышкой 22 требует создания полной внешней пароизоляции всего отделения, в котором размещен выдвижной ящик, чтобы решить сопутствующие такой конструктивной схеме проблемы переноса влаги и перекрестного загрязнения. Таким образом, как показано на фиг.9(b), передняя панель 118 каждого выдвижного ящика выступает из соответствующего отверстия под выдвижной ящик, образованного соседними крышками 22 или крышкой 22 и нижней панелью 334. Часть каждой передней панели 118, перекрывающая кромки соответствующего отверстия, имеет на своей тыльной поверхности вертикальные магнитные уплотнители 336, которые при закрытом выдвижном ящике 4 плотно прижаты благодаря своей упругости и магнитному притяжению к противоположным передним поверхностям крышек 22 и/или нижней панели 334 - в зависимости от расположения выдвижного ящика. Отделения выдвижных ящиков 4 также изолированы друг от друга; это относится, прежде всего, к отверстиям и эксплуатационным соединениям между соседними отделениями. Это также относится к водосборным устройствам отделений выдвижных ящиков: дренажные линии (не чертеже не показаны) должны выводиться отдельно из каждого отделения, и в каждую такую линию должен быть включен водяной затвор, как в дренажной системе, представленной на рассмотренной выше фиг.6.
На фиг.9(с) также показаны уголковые опоры 338 короба, выступающие из направляющих 74 вниз для размещения на них короба 16 с возможностью снятия последнего. Каждое отделение выдвижного ящика должно иметь минимальный объем, обеспечивающий доступ к коробу 16 и соответствующим направляющим 74.
В идеальном случае стенки каждого отделения выдвижного ящика должны быть выполнены из тонкого материала с низкими изоляционными качествами и все его наружные поверхности должны контактировать с окружающим воздухом. На практике этот идеал является недостижимым, хотя следует стремиться использовать тонкий материал, подводящий тепло в отделение выдвижного ящика извне и способствующий конвективному переносу тепла внутри отделения выдвижного ящика. В действительности, из-за изолирующего действия внешней оболочки отделения и наличия воздушной полости вокруг короба 16 в сочетании с охлаждающим влиянием зазора между коробом 16 и крышкой 22 внутри уплотненных отделений постепенно устанавливается определенный температурный градиент. Кроме того, в местах, где отделение граничит своими наружными поверхностями с другими отделениями, изоляция внутренней полости отделения резко усиливается. Это еще больше охлаждает воздух вокруг короба 16 и тем самым повышает температурный градиент.
По этой причине на фиг.10(а), 10(b) и 10(с) предложены три разных подхода к минимизации воздействия температурных градиентов и охлаждения внутри каждого отделения выдвижного ящика холодильной камеры, показанной на фиг.9(а), 9(b) и 9(с). На фиг.10(а) показан циркуляционный вентилятор 340, установленный в канале 342 за отделением выдвижного ящика 344. Вентилятор высасывает воздух из отделения 344 и нагнетает его обратно в отделение. Обеспечиваемая таким образом циркуляция воздуха в отделении 344 поддерживает равномерность температуры наружных поверхностей короба 16. На фиг.10(b) показан электрический нагреватель или нагреватель на горячем газе 346, установленный под коробом 16 для создания конвективных потоков воздуха внутри отделения 344 и для нагрева большей части наружных поверхностей короба 16 до температуры, близкой к температуре окружающей среды, равной ей или даже превышающей ее. На фиг.10(с) показаны воздушные зазоры 348 подобные тем, что были описаны со ссылкой на фиг.1-4, за исключением того, что эти воздушные зазоры 348 расположены вокруг отделений 344 выдвижных ящиков и между ними, а не вокруг самого короба 16. Хотя на фиг.10(с) это не показано, воздушные зазоры 348 могут проходить по боковым сторонам отделения 344 выдвижного ящика, а также снизу и сзади этого отделения 344, как показано на чертеже. И в этом случае воздух в воздушных зазорах 348 при необходимости может подогреваться.
На следующей группе чертежей, фиг.11-13, показаны различные типы воздушных клапанов, которые ослабляют поршневой эффект, проявляющийся при открывании и закрывании выдвижного ящика 4 холодильной камеры 332, показанной на фиг.9(а), 9(b) и 9(c). Ha фиг.11(а), 12(а) и 13(a) показано состояние соответствующих клапанов при неподвижном коробе 16, например когда короб 16 закрыт. На фиг.11(b), 12(b) и 13(b) показано состояние соответствующих клапанов при открывании короба 16, а на фиг.11(с), 12(с) и 13(с) - состояние соответствующих клапанов при закрывании короба 16.
Рассматривая признаки, общие для всех конструкций клапанов, представленных на фиг.11-13, к таковым относятся впускной канал 350, перекрываемый впускным клапанным элементом 352, выпускной канал 354, перекрываемый выпускным клапанным элементом 356, и промежуточный канал 358, соединенный с отделением 344 выдвижного ящика и сообщающийся со средней клапанной камерой 360, расположенной между вышеуказанными клапанными элементами 352, 356. Впускной клапанный элемент 352 в нормальном положении покоится на своем седле 362, расположенном вокруг отверстия 362 между впускным каналом 350 и средней клапанной камерой 360, и открывается в среднюю клапанную камеру 360. Аналогичным образом, выпускной клапанный элемент 356 в нормальном положении покоится на своем седле 366, расположенном вокруг отверстия 368 между выпускным каналом 354 и средней клапанной камерой 360, но выпускной клапанный элемент 356 открывается в выпускной канал 354.
При неподвижном коробе 16 оба клапанных элемента 352, 356 находятся в своих соответствующих положениях покоя, как это показано на фиг.11(а), 12(а) и 13(а). Однако при открывании выдвижного ящика 4 воздух всасывается из средней клапанной камеры 360 в направлении отделения 344 выдвижного ящика, как показано на фиг.11(b), 12(b) и 13(b). Под действием образующегося низкого давления в средней клапанной камере 360 впускной клапанный элемент 352 открывается и пропускает воздух из впускного канала 350 через впускное отверстие 364 в среднюю клапанную камеру 360, а из нее - в отделение 344 выдвижного ящика. И, наоборот, при закрывании выдвижного ящика 4 воздух вытесняется из отделения выдвижного ящика в среднюю клапанную камеру 360, как показано на фиг.11(с), 12(с) и 13(с), что повышает давление в средней клапанной камере 360 и открывает выпускной клапанный элемент 356. При этом воздух, находящийся в средней клапанной камере 360, выходит через выпускное отверстие 368 и покидает выпускной канал 354.
Через впускной канал 350 всасывается окружающий воздух, находящийся вне шкафа холодильной камеры 332, а через выпускной канал 354, аналогичным образом, воздух выводится за пределы шкафа. Таким образом, воздух, приводимый в движение, например, вследствие поршневого эффекта при открывании и закрывании выдвижного ящика 4, не перемещается между отделениями 344 холодильной камеры 332, что исключает возможность перекрестного загрязнения этих отделений 344. Следует отметить, что, находясь в пассивном состоянии или в положении покоя, показанном на фиг.11(а), 12(а) и 13(а), клапаны поддерживают пароизоляцию шкафа холодильной камеры. Размеры и расположение клапанов и впускного, и выпускного каналов 350, 354 должны быть такими, чтобы свести к минимуму воздействие на охлажденный воздух в коробе 16, когда короб 16 находится под действием поршневого эффекта при открывании и закрывании соответствующего выдвижного ящика 4.
Различия между клапанами, представленными на фиг.11-13, заключаются главным образом в конструкции клапанных элементов и их уплотнении относительно своих гнезд. Клапанные элементы 352, 356, показанные на фиг.11 и 12, представляют собой жесткие створки или пластины, имеющие расположенные по периферии магнитные или сжимаемые уплотнения 370, взаимодействующие с седлами 362, 366 клапанов для перекрытия соответствующих отверстий 364, 368. В обоих вариантах клапанные элементы перекрывают соответствующие отверстия 364, 368 под действием силы тяжести и разности давлений. На фиг.11 пластины 352, 356 клапанов шарнирного закреплены с одной стороны, обеспечивая возможность подъема пластин с другой стороны, когда те открывают свои отверстия 364, 368. На фиг.12, однако, пластины 352, 356 клапанов покоятся на своих гнездах 362, 366 незакрепленными и могут быть расположены с наклоном, как показано на чертеже, чтобы при открытии своих отверстий 364, 368 пластины поднималась преимущественно одной стороной. В отличие от рассмотренных выше, клапанные элементы 352, 356, показанные на фиг.13, представляют собой искривленные диафрагмы, кривизна и упругость которых смещает их в закрытое положение, но которые упруго прогибаются под действием изменений давления и открываются, выпрямляясь против действия смещающей силы. На фиг.13 также показано, что диафрагмы 352, 356 имеют упругий окружной поясок 372, плотно прилегающий к гнездам 362, 366 клапанов. Преимущество представленного на фиг.13 диафрагменного клапана состоит в том, что его действие никоим образом не зависит от силы тяжести, поэтому клапан может быть установлен в любой заданной ориентации.
Другой способ минимизации перекрестного загрязнения отделений 344 выдвижных ящиков заключается в поддержании пароизоляционного уплотнения, действующего по всей длине хода выдвижного ящика 4. На фиг.14 показан способ достижения такого пароизоляционного уплотнения и изображены два выдвижных ящика 4 холодильной камеры, один из которых расположен над другим. Верхний выдвижной ящик 4 закрыт, нижний выдвижной ящик 4 открыт, и каждый из ящиков снабжен сильфоном 374, прикрепленным к задней поверхности короба 16 соответствующего выдвижного ящика. Поперечное сечение каждого сильфона 374 в основном соответствует по форме и размерам продолговатому поперечному сечению отделения 344 выдвижного ящика, и каждый сильфон способен раздвигаться на всю длину отделения 344 выдвижного ящика, проходимую коробом 16. Таким образом, по аналогии с поршнем и цилиндром, сильфон 374 раздвигается, занимая практически весь объем соответствующего отделения 344 выдвижного ящика.
Сильфон 374, прикрепленный к коробу 16 верхнего выдвижного ящика 4, компактно сложен за коробом 16 при нахождении верхнего выдвижного ящика 4 в закрытом положении, а соответствующий сильфон 374 открытого нижнего выдвижного ящика 4 полностью раздвинут. Очевидным образом, каждый сильфон 374 закрыт на своем конце, которым он крепится к коробу, и открыт на своем заднем конце, и этот задний конец герметически присоединен по своей периферии к окружающим стенкам отделения 344 выдвижного ящика с образованием пароизоляционного уплотнения. Открытый конец каждого сильфона 374 сообщается непосредственно с окружающей атмосферой с обеспечением всасывания в сильфон 374 свежего воздуха при открывании выдвижного ящика 4 и вытеснения воздуха из сильфона при закрывании выдвижного ящика 4. Однако при этом отсутствует какое-либо смешение воздуха, поступающего в сильфон 374, и воздуха, находящегося или находившегося в отделении 344 выдвижного ящика.
Аналогичным образом, посредством контурного нагрева можно локально подводить теплоту к юбке, выступающей вниз из крышки, для предотвращения оседания инея на поверхности контакта контейнера и крышки. Такой нагрев может осуществляться электрическими элементами или посредством горячего газа и может быть включен постоянно или только при необходимости открывания контейнера. Среди многих вариантов изобретения, рассматриваемых в данном описании, средства контурного нагрева могут применяться в любых вариантах конструкции, где относительное перемещение (предпочтительно - вертикальное) крышки и короба приводит к размыканию уплотнения и отводу короба от крышки (или наоборот), чтобы короб можно было полностью открыть для доступа в него.
Также существует возможность рекуперации теплоты от различных тепловыделяющих частей холодильных двигателей, таких как теплообменники или электродвигатели и т.д., и подвода этой теплоты для нагрева поверхности контакта контейнера и крышки или наружных поверхностей короба в отделении выдвижного ящика. Это экономит энергию благодаря использованию отходящей теплоты, которую иначе пришлось бы выбрасывать в атмосферу.
Изобретение имеет широкий круг вариантов использования и обладает множеством преимуществ для хранения, манипулирования, распределения, перевозки и доставки предметов в надлежащем состоянии, в особенности следующими:
точное регулирование и стабилизация температуры и влажности, которые наряду с охлаждением могут даже включать в себя нагрев;
механическая защита хранящихся предметов;
стерильность условий хранения с минимальным риском перекрестного загрязнения;
возможность хранения в условиях низкого вакуума;
возможность хранения в защитной газовой среде;
защита хранящихся предметов от вибрации и тряски; и
защита окружающей среды от выхода из контейнера радиации или биологически опасных веществ или защита внутреннего пространства контейнера от их проникновения извне.
1. Холодильная камера, содержащая по меньшей мере один контейнер, несущую конструкцию с выполненным в ней пароизолируемым отделением контейнера, из которого контейнер может быть извлечен для его открытия с обеспечением доступа в его внутреннее пространство и в которое контейнер может быть возвращен для его закрытия и холодильного хранения предметов в контейнере, и клапанное средство, сообщающееся с отделением контейнера для впуска воздуха, находящегося вне холодильной камеры, при извлечении контейнера из своего отделения, для вывода воздуха за пределы холодильной камеры при возврате контейнера в свое отделение и для поддержания пароизоляции отделения контейнера, когда контейнер находится в своем отделении.
2. Холодильная камера по п.1, в которой клапанное средство содержит впускной канал, перекрываемый впускным клапанным элементом, выпускной канал, перекрываемый выпускным клапанным элементом, и промежуточный канал, соединенный с отделением контейнера.
3. Холодильная камера по п.2, в которой промежуточный канал сообщается со средней клапанной камерой, расположенной между впускным клапанным элементом и выпускным клапанным элементом.
4. Холодильная камера по п.3, в которой впускной клапанный элемент в нормальном положении покоится на своем седле, расположенном вокруг отверстия между впускным каналом и средней клапанной камерой, и открывается в среднюю клапанную камеру.
5. Холодильная камера по п.3 или 4, в которой выпускной клапанный элемент в нормальном положении покоится на своем седле, расположенном вокруг отверстия между выпускным каналом и средней клапанной камерой, и открывается в выпускной канал.
6. Холодильная камера по п.2, в которой при неподвижном контейнере впускной клапанный элемент и выпускной клапанный элемент находятся в своих соответствующих положениях покоя.
7. Холодильная камера по п.2, в которой при открывании контейнера впускной клапанный элемент открывается и пропускает воздух из впускного канала в отделение контейнера.
8. Холодильная камера по п.2, в которой при закрывании контейнера воздух, вытесняемый из отделения контейнера, открывает выпускной клапанный элемент и выводится из выпускного канала.
9. Холодильная камера по любому из пп.2-8, в которой через впускной канал всасывается воздух, находящийся вне холодильной камеры, а через выпускной канал воздух выводится за пределы холодильной камеры.
10. Холодильная камера по любому из пп.2-9, в которой клапанные элементы представляют собой жесткие створки или пластины.
11. Холодильная камера по любому из пп.2-10, в которой клапанные элементы закрываются под действием силы тяжести и разности давлений.
12. Холодильная камера по любому из пп.2-9, в которой клапанные элементы представляют собой упругие диафрагмы, смещаемые своей упругостью в закрытое положение.
13. Холодильная камера по любому из пп.2-12, в которой клапанные элементы имеют расположенные по периферии магнитные или сжимаемые уплотнения, взаимодействующие с седлами клапанных элементов для перекрытия соответствующих отверстий.
14. Холодильная камера, содержащая по меньшей мере один контейнер, несущую конструкцию с выполненным в ней пароизолируемым отделением контейнера, из которого контейнер может быть извлечен для его открытия с обеспечением доступа в его внутреннее пространство и в которое контейнер может быть возвращен для его закрытия и холодильного хранения предметов в контейнере, и изолирующее средство, установленное раздвижным и складывающимся вдоль отделения контейнера при извлечении контейнера из своего отделения и возврате контейнера в свое отделение, с поддержанием пароизоляционного уплотнения для (i) изоляции внутреннего пространства контейнера от воздуха, засасываемого в отделение контейнера при извлечении контейнера, и (ii) для вытеснения этого воздуха из отделения контейнера при возврате контейнера в свое отделение.
15. Холодильная камера по п.14, в которой изолирующее средство представляет собой сильфон, выполненный раздвижным и установленный вдоль окружающих его стенок отделения контейнера.
16. Холодильная камера по п.14 или 15, в которой изолирующее средство прикреплено к задней части контейнера.
17. Холодильная камера по п.15, в которой сильфон закрыт на своем переднем конце.
18. Холодильная камера по п.15, в которой сильфон открыт на своем заднем конце.
19. Холодильная камера по п.18, в которой задний конец сильфона герметически присоединен по своей периферии к окружающим его стенкам отделения контейнера с образованием пароизоляционного уплотнения.
20. Холодильная камера по п.18 или 19, в которой открытый конец сильфона сообщается с окружающей атмосферой с обеспечением всасывания атмосферного воздуха в сильфон при открывании контейнера и вытеснения воздуха при закрывании контейнера.
21. Холодильная камера по п.14, в которой изолирующее средство имеет поперечное сечение, соответствующее по форме и размеру поперечному сечению отделения контейнера.
22. Холодильная камера по п.14, в которой изолирующее средство в раздвинутом положении занимает большую часть объема отделения контейнера или практически весь указанный объем.
23. Холодильная камера, содержащая по меньшей мере один изолированный контейнер с наружной поверхностью, несущую конструкцию с выполненным в ней пароизолируемым отделением контейнера, из которого контейнер может быть извлечен для его открытия с обеспечением доступа в его внутреннее пространство и в которое контейнер может быть возвращен для его закрытия и холодильного хранения предметов в контейнере, и средство циркуляции воздуха по отделению контейнера для омывания наружной поверхности находящегося в нем контейнера циркулирующим воздухом.
24. Холодильная камера по п.23, дополнительно содержащая средства охлаждения содержимого контейнера.
25. Холодильная камера по п.23 или 24, в которой средство циркуляции воздуха включает в себя вентилятор.
26. Холодильная камера по п.23, в которой средство циркуляции включает в себя нагреватель, создающий конвективный поток внутри отделения контейнера.
27. Холодильная камера по п.26, в которой нагреватель расположен под контейнером, когда контейнер находится в своем отделении.
